KR101216671B1 - 압력-맥동-감쇠 유체공급도관 - Google Patents

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Abstract

여기에 설명된 것은: 서로 대향하는 단부(5)들을 가진 유연성 덮개 파이프(2); 상기 단부(5)에 연결되고, 개별의 제1 축(A)을 갖는 튜브형 지지 요소(7)들; 자유로운 회전이 가능하도록 상기 튜브형 지지 요소(7)들에 연결된 개별적 결합체(16)들; 상기 개별적 결합체(16)들에 연결된 개별의 고정 부분(18)들을 갖는, 개별의 유연성 파이프(17)들; 및 서로 반경방향으로 향하도록 배치된 개별의 자유 부분(19)들;을 포함하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관(1)이다.

Description

압력-맥동-감쇠 유체공급도관{Pressure-pulsation-damping fluid supply conduit}
본 발명은 압력-맥동-감쇠 유체공급도관에 관한 것이고, 자동차의 유압식(hydraulic) 파워-스티어링 시스템(power-steering system)에 대한 비-제한적이고 바람직한 적용을 도모한다.
유압식 파워-스티어링 시스템용의 압력-맥동-감쇠 유체공급도관은 일반적으로, 외부의 유연한 덕트(flexible duct), 상기 덕트를 유압식 파워-스티어링 회로에 연결시키기 위하여 유연한 덕트의 대향하는 단부들에 배치된 한 쌍의 연결 요소(connection element)들, 및 외부의 덕트 내에 배치된 한 쌍의 약화 장치(attenuator device)들을 포함한다.
각 약화 장치는, 대응하는 연결 요소에 연결된 일 단부 및 상기 단부의 반대측에 있고 덕트 내에서 자유롭게 연장된 다른 일 단부를 갖는 유연성 파이프를 포함한다.
그러나, 상기 알려진 덕트는, 유연성 파이프들이 외부의 덕트 내로 삽입될 때 서로에 대해 정면으로 부딪쳐 손상될 수 있어서, 설치시의 문제점이 있다. 또한 상기 알려진 덕트는, 최근 생산된 차량들의 특징인 고-강도 압력 맥동의 충분한 감쇠를 가능하게 하기 위하여, 상대적으로 큰 반경방향의 치수를 야기한다.
본 발명의 목적은 전술된 단점이 없는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1 에 정의된 압력-맥동-감쇠 유체공급도관에 의하여 달성된다.
본 발명의 보다 나은 이해를 위하여, 이하에서는 그 바람직한 실시예가 설명되는데, 이는 비-제한적인 예시로서 설명되는 것이며, 하기의 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1 은 본 발명에 따른 덕트의 종단면을 도시한다.
도 2 는 도 1 의 상세부분을 확대한 종단면을 도시한다.
도 3 은 도 1 의 III-III선을 따라 취한 것으로서, 도 1 의 덕트의 반경방향 단면을 도시한다.
도 1 의 압력-맥동-감쇠 유체공급도관(1)은: 유압식 파워-스티어링 회로(power-steering circuit)의 유체 라인(fluid line)을 따라서 연결되도록 설계된 다층 유연성 덮개 파이프(multilayer flexible covering pipe; 2); 상기 외부의 파이프(2)의 대향하는 측부들 상에서, 상기 덮개 파이프(2)의 각 단부(end portion; 5)들에 연결되는 연결부(connection portion; 3, 4)들; 및 상기 덮개 파이프(2) 내 부에 수용된 한 쌍의 약화 장치(6)들;을 포함한다.
연결부들(3, 4) 각각은, 대응되는 단부(5) 내에 수용되고 제1 축(A)을 가진 튜브형 지지 요소(7)와, 대응되는 튜브형 지지 요소(7) 상의 대응되는 단부(5)를 반경방향의 간섭을 가지고 수용하는 조임용 종모양부분(tightening bell; 11)을 포함한다.
특히, 각 튜브형 지지 요소(7)는: 단부(5) 내부에 수용된 한 쌍의 환형 돌출부(annular projection; 8)들; 및 환형 돌출부(8)들의 쌍을 향하는 수렴 측부(converging side; 10)를 가지고, 대응되는 단부(5)의 축방향 외부로 나오는 외부의 환형 돌출부(9);를 갖는다. 따라서, 상기 조임용 종모양부분(11)은 세 개의 환형 홈(12)들을 갖는데, 그 중의 두 개는 사용시 환형 돌출부(8)들과 실질적으로 동일한 축방향 높이에 배치된다. 또한 상기 조임용 종모양부분(11)은 구멍난 단부 벽부분(perforated end wall; 13)을 갖는데, 이것은 세 번째의 환형 홈(12)을 측방향으로 한정하며, 수렴 측부(10)를 지지하는 원형의 가장자리부(edge)를 제공한다.
수렴 측부(10)의 반대 측부에서, 각 튜브형 지지 요소(7)는 단부 지지부(15)를 갖는데, 이것은 대응하는 약화 장치(6)를 축방향으로 그리고 반경방향으로 지지한다.
특히 (도 2 참조), 각 약화 장치(6)는: 섬유-유리 필러(fibre-glass fillers)를 함유하고 폴리아미드 매트릭스(polyamide matrix)를 갖는 복합 소재를 이용한 성형(moulding)에 의하여 얻어진 결합체(coupling; 16); 및 테프론(Teflon)으로 만들어지고, 결합체(16)에 연결된 고정 단부(18), 및 외부의 파이프(2) 내에 부유(floating)하고 연결 부분(18)의 반대측에 있는 자유 부분(19)을 갖는 유연성 파이프(17);를 포함한다.
상기 지지부(15)는 제1 축(A)을 향하는 굽은 끝 구순부(end lip; 21)를 포함하고 실린더형의 수용체(20)를 한정한다. 그에 따라, 상기 결합체(16)는, 상기 실린더형의 수용체(20) 내에 반경방향의 유격를 가지고 수용되는 실린더형 요소(22), 및 실린더형 요소(22)에 의하여 외부에 형성되고, 축방향 및 반경방향의 유격을 가지고 굽은 구순부(21)를 수용하는 환형 홈(23)을 가져서, 결합체(16)를 축방향으로 구속하며, 나아가 작동 유체의 통과를 위한 환형 포트(annular port; 24)를 형성한다.
나아가, 상기 결합체(16)는 나팔형의 유입부(25), 및 사용시 제1 축(A)과 실질적으로 동축상에 있는 축(B)를 가지며 실린더형 요소(22) 내에 형성되는 원형 공동(circular cavity; 26)을 갖는다. 또한 상기 결합체(16)는 중공형 배출관(hollow outlet spout; 27)을 포함하는데, 이것은 원형 중공(25)과 유체적으로 소통되며, 축(B)과 평행하고 그로부터 이격된 위치에 있는 축(C)을 가진다.
특히 (도 3 참조), 상기 배출관(27)은 축(B)로부터 이격된 위치에 있고, 곡면형 벽과 평면형 벽을 구비하여 원의 일부분과 유사한, 특히 반원 형상의 단면을 가지며, 유연성 파이프(17)의 고정부분(18)의 내측과 억지끼움에 의하여 결합된다. 따라서, 각각의 유연성 파이프(17)는: 다른 유연성 파이프(17)의 대응하는 벽(28)의 반경방향으로 상측에 부분적으로 배치된 평편한 벽(28); 및 외부의 파이프(2)의 내부 표면(30)으로부터 반경방향으로 이격되고 그 내부표면을 향하며 원호와 같은 형상을 가진 벽(29)을 포함하여, 결과적으로 고리의 섹터(sector)와 유사한 형상을 가진 통로 덕트(31)를 형성한다.
따라서, 상기 약화 장치(6)들은 서로 동일하고 서로에 대해 180°회전된 관계를 가지며, 결합체(16)들에 의하여 축방향으로 제한되는 덮개 파이프(2)의 내부 체적은 각각의 고정 부분(18)에 의하여만 점유되는 두 개의 측부분(33)들, 및 상기 측부분(33)들 사이의 중간에 있고 개별의 자유 부분(19)들이 서로의 옆을 따라서 반경방향으로 배치된 부분을 포함한다.
상기 압력-맥동-감쇠 유체공급도관(1)의 작동은 아래에서 설명된다.
연결부(3)로부터 들어오는 유체는 결합체(16)에 도달하고, 원형 공동(circular cavity; 26)을 넘어 제1 유연성 파이프(17)를 향해 가는 주된 유동(main flow); 및 환형 포트(24)를 통하여 지나고, 덕트(31)를 통하여 유동하며 내부 체적 내에 있는 주된 유동과 다시 합쳐지는 제2의 유동(secondary flow);으로 갈라진다. 여기에 설명된 소음 구조(silencer structure)는, 이로써 복합적인 저항성(resistive), 용량성(capacitive), 및 유도성(inductive)의 유압 임피던스(hydraulic impedance)의 정의를 가능하게 한다.
압력 맥동의 에너지는 다음의 특성들에 따르되 기본적으로는 수동적으로 그리고 반응적으로 방산(dissipate)된다.
- 유체는 전형적으로는 저항성 임피던스를 제시하는 복합 경로를 통하여 유동하고; 유체는 전형적으로는 용량성 임피던스를 구성하는 상이한 강성(rigidity)을 갖는 개별의 덕트들을 통하여 유동하는 두 개의 유동으로 갈라지며;
- 압력 맥동의 전파 전방(propagation front)은 반사 표면을 갖는 복합 경로를 따르는데, 그 반사 표면은 적절히 치수화되고, 반사된 전방과 진행하는 전방 사 이의 개별적인 상 지연(phase delay)을 유발하며, 이로써 상쇄 간섭 현상을 가능하게 한다.
주된 유동 및 제2의 유동을 한정하는 포트들의 적절한 설계, 그리고 이와 유사하게 소음기(silencer)들의 길이의 적절한 설계는, 유압식 펌프와의 연결의 임피던스의 제어를 가능하게 하여, 유압식 파워-스티어링 회로의 액츄에이터(actuator)에 대한 에너지 전달을 개선할 수 있다.
설치 중에, 약화 장치(6)들은 개별의 튜브형 지지 요소(7)들에 장착되고, 그 후에 덮개 파이프(2) 내에 삽입된다. 개별의 유연성 파이프(17)들이 정면 접촉하는 때에, 약화 장치(6)들은 서로에 대하여 회전되어 180°로 배치될 수 있다. 다음으로, 유연성 파이프(17)들은 서로에 대해 미끄러지고, 튜브형 지지 요소(7)들이 중심맞춤의 필요없이 덮개 파이프(2)의 개별적 단부(5) 내로 삽입될 수 있다.
압력 맥동이 약화된 유체의 전달을 위한 본 덕트의 장점은 아래에서 설명된다.
약화 장치(6)들이 덮개 파이프(2) 내에 삽입되는 초기 위치에 관계없이 자동적으로 적합화된다는 점에서, 설치가 단순화된다. 또한, 덕트(1)의 내측이 연결부들(3, 4)의 설치 후에 검사(inspect)될 수 없기 때문에 제어불가능한 손상의 위험도 저감된다.
상기 주된 유동 및 제2의 유동 간의 상호작용과, 내부 체적 내의 복합 경로의 존재는 매우 효과적이며, 축방향 및 반경방향 치수의 상당한 저감을 가능하게 한다.
유연성 파이프(17)들의 곡면형 벽(29)과 평면형 벽(28)을 구비하여 원의 일부분과 유사한, 특히 반원 형상의 단면은, 덕트 자체의 동등한 유압 직경의 증가를 가능하게 하여, 동일한 감쇠 작용을 전제로 할 때 덕트(1)의 반경방향 치수와 압력 손실 측면에서의 동시적 제한을 가능하게 하고, 벽 두께를 대략적으로 1mm, 즉 적은 비용으로 얻을 수 있고 휨 진동(flexural vibrations)에 대한 기계적 저항성을 확보하기에 충분한 두께로 유지할 수 있게 한다.
상기 배출관(27)들은 추가적인 설치 용이성을 위하여 제1 축(A)에 대하여 선외로(out of line) 배치된다.
반경방향으로 서로의 상측에 부분적으로 배치되는 유연성 파이프(17)들의 쌍을 사용하는 것은, 개별적 자유 부분(19)들의 상호적인 지지를 가능하게 하여, 휨 진동으로 인한 임의의 손상이 방지될 수 있다.
마지막으로, 첨부된 청구항들에 정의된 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서도 여기에 도시되고 설명된 덕트에 변형 및 수정이 가해질 수 있다는 것은 명백하다.
특히, 유연성 파이프(17)들의 원호와 유사한 형상의 곡면형 벽(29)과 평면형 벽(28)에는 압력 변동의 감쇠를 더 증가시키기 위하여 복수의 구멍들이 형성될 수 있다.
나아가, 각 유연성 파이프(17)는 초기에는 원형의 단면을 가지되 일단 설치가 완료된 후의 사용 중에만 원의 일부분, 특히 반원을 이루는 형상으로 될 수 있는데, 이것은 덮개 파이프(2) 내의 다른 유연성 파이프(17)의 자유 부분(19)과의 반경방향의 간섭에 의한 것이다.
설치, 특히 덮개 파이프(2) 내에서 반경방향으로의 겹침을 얻기 위한 상대적인 회전을 더 용이하게 하기 위하여, 자유 부분(19)들에는 제1 축(A)에 대해 예를 들어 45°로 경사진 단부 가장자리부(35)가 제공될 수 있다.
나아가, 선대칭적인(axisymmetrical) 결합체(16)를 얻는 것도 가능한데, 이로써 특히 금속 소재가 사용되는 경우에는 생산 비용이 저감될 수 있고, 이 경우에는 선반(lathe) 상에서의 기계가공이 수행될 수도 있다.
대체적으로는(Alternatively), 원형의 공동(空洞, cavity; 26)에 동심의(concentric) 배출관이 제공될 수 있는데, 이로써 수두 손실(head losses)이 더 저감된다.
본 발명은 압력-맥동-감쇠 유체공급도관에 이용될 수 있고, 자동차의 유압식(hydraulic) 파워-스티어링 시스템(power-steering system)에 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 서로 대향하는 단부(5)들을 가진 유연성 덮개 파이프(2); 상기 단부(5)에 연결되고, 개별의 제1 축(A)을 갖는 튜브형 지지 요소(7)들; 상기 튜브형 지지 요소(7)들에 연결된 개별적 결합체(16)들; 상기 개별적 결합체(16)들에 연결된 개별의 고정 부분(18)들을 갖는, 개별의 유연성 파이프(17)들; 및 서로의 옆을 따라서 반경방향으로 배치된 개별의 자유 부분(19)들;을 포함하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관(1)으로서, 상기 결합체(16)들은 개별의 상기 튜브형 지지 요소(7)들에 자유롭게 회전하는 방식으로 연결된 것을 특징으로 하는, 압력-맥동-감쇠 유체공급도관(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합체(16)들은 개별의 상기 튜브형 지지 요소(7)들과 함께 개별의 포트(24)들을 형성하는 것을 특징으로 하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 튜브형 지지 요소(7)들 각각은 상기 제1 축(A)을 향하여 굽은 끝 구순부(end lip portion; 21)를 포함하고, 상기 결합체(16)들 각각은, 상기 구순부(21)를 축방향 및 반경방향의 유격을 가지고 수용함으로써 상기 포트(24)들 중의 하나를 형성하는 환형 홈(23)을 가지는 것을 특징으로 하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합체(16)들 각각은 제2 축(B)을 갖는 공동(26), 및 배출관(27)을 가지고, 배출관(27)은 상기 제2 축(B)에 대해 선외로(out of line) 배치된 제3 축(C)을 가지며 상기 고정 부분(18)에 연결된 것을 특징으로 하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 배출관(27)은 곡면형 벽과 평면형 벽을 구비한 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연성 파이프(17)들은 개별적으로 곡면형 벽(29)과 평면형 벽(28)을 구비한 단면들을 갖는 것을 특징으로 하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연성 파이프(17)들은 복수의 구멍들을 갖는 개별의 벽들(28, 29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 자유 부분(19)들은 상기 제1 축(A)에 대해 경사진 개별의 가장자리부(35)들을 갖는 것을 특징으로 하는 압력-맥동-감쇠 유체공급도관.
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